工業(yè)印染廢水排放中脫色實驗的研究

朱守誠 武艷* 鄧瑞

（1合肥市東方美捷分子材料技術有限公司 安徽合肥 230088 2合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院 安徽合肥 230009）

由于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快，我國水資源緊缺、分布極不平衡，地表水、地下水污染日趨嚴重，已成為建設美麗中國、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會和諧發(fā)展的制約因素,日趨嚴重的水污染更加重水資源的短缺[1][2]。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，全國印染廢水每天排放量為3×106～4×106m3[3]。印染廢水中含有高濃度的有機物且具有色度高、無機鹽含量高、成份復雜、可生化性差、脫色困難等特點,因此難以采用常規(guī)的方法進行治理[4]。印染廢水所含有機物中包含多種具有生物毒性或?qū)е隆叭隆毙阅艿挠袡C物[5]，一度成為工業(yè)污水處理的難題，也是當前國內(nèi)外水污染控制領域急需解決的一大難題[6]。

本研究采用化學絮凝的方法對模擬印染廢水進行脫色實驗研究。本研究選用的絮凝脫色劑為合肥東方美捷分子材料技術有限公司獨家專利生產(chǎn)的高分子脫色聚合物colorclearMT系列脫色劑（MT1和MT2）和高效脫色凈化聚合物的復配物waterclearF4系列脫色劑（F41和F42）。

1 實驗材料與方法

1.1 脫色材料

colorclearMT系列脫色劑是由東方美捷分子材料技術有限公司研發(fā)生產(chǎn)的可應用于有色廢水脫色處理的脫色劑,可以被應用于紡織、印染、造紙等行業(yè)企業(yè)污廢水的處理，適用于含活性、酸性、分散染料、增白劑、油脂、水溶性漿料、樹脂、重金屬離子的污廢水的脫色。waterclearF4系列脫色劑主要應用于印染廠或染色工業(yè)污水的脫色凈化處理，也可以用于紡織、印染、造紙、養(yǎng)豬場等行業(yè)污廢水的處理，適用于含活性、酸性、分散染料、增白劑、油脂、水溶性漿料、樹脂、重金屬離子、有機質(zhì)等的污廢水的脫色絮凝。

1.2 實驗設計

首先將四種脫色劑配制成1%濃度的溶液，然后分別取0.05ml、0.15ml、0.25ml、0.35ml、0.5ml、0.75ml、1.00ml、1.25ml1.50ml和2.00ml1%脫色劑溶液加入50ml模擬印染廢水。按照這樣加入后，脫色劑在50ml模擬廢水中的濃度梯度為：0.01g·L-1、0.03g·L-1、0.05g·L-1、0.07g·L-1、0.1g·L-1、0.15g·L-1、0.2g·L-1、0.25g·L-1、0.3g·L-1和0.4g·L-1。加入脫色劑后攪拌均勻并靜置反應30min。然后分別過濾，按照國標稀釋倍數(shù)法測定其色度。通過加入0.01mol/L的Hcl和NaOH溶液將50ml模擬印染廢水初始pH值按照3、4、5、6、7、8、9、10和11的梯度調(diào)節(jié)，分別加入四種脫色劑，攪拌均勻后靜置反應30min，然后分別過濾測定其色度。

1.2.1 廢水水質(zhì)

以自行配制的模擬有色印染廢水作為實驗處理對象。模擬印染廢水外觀顏色呈藍色，主要包含深藍色活性染料，初始磷含量為1.8～3.0mg·L-1，pH=7～9，初始色度為80倍，反應在15℃溫度下進行。

1.2.2 實驗材料與設備

脫色劑：MT1、MT2、F41、F42，PH計，三角錐形瓶、50ml具塞比色管、25ml具塞比色管。

2 結(jié)果與討論

2.1 MT1投加量對其脫色效果的影響

本研 究采用0.01g·L-1、0.03g·L-1、0.05g·L-1、0.07g·L-1、0.1g·L-1、0.15g·L-1、0.2g·L-1、0.25g·L-1、0.3g·L-1和0.4g·L-1的十個梯度加入1%濃度的MT1，脫色劑MT1濃度與對模擬廢水進行脫色處理后脫色率的影響如圖1所示。

由圖1可見，隨著MT1濃度的逐漸增大，脫色率由31.25%大幅提高，效果最好時脫色率可達到100%；當濃度達到0.1g·L-1時，MT1處理模擬廢水的脫色率可一直維持在100%。由此可以分析出，當脫色劑MT1濃度達到0.1g·L-1以上，MT1與活性染料分子的絮凝反應達到穩(wěn)定狀態(tài)。雖然稀釋倍數(shù)法存在一定程度偏差，但從肉眼的角度觀看此時的模擬廢水已被完全脫色。因此使用脫色劑MT1對該模擬廢水進行脫色處理時，在同樣的反應條件下其最適濃度為0.1g·L-1。

圖1 MT1 濃度對脫色率的影響

2.2 MT2 投加量對其脫色效果的影響

本研 究采用0.01g·L-1、0.03g·L-1、0.05g·L-1、0.07g·L-1、0.1g·L-1、0.15g·L-1、0.2g·L-1、0.25g·L-1、0.3g·L-1和0.4g·L-1的十個梯度加入1%濃度的MT2，脫色劑MT2濃度與對模擬廢水進行脫色處理后脫色率的影響如圖2所示。

圖2 MT2 濃度對脫色率的影響

由圖2可見隨著MT2濃度的逐漸增大，脫色率由12.5%大幅提高，效果最好時脫色率可達到100%；當濃度達到0.07g·L-1時，MT2處理模擬廢水的脫色率可一直維持在100%。由此可以分析出，當脫色劑MT2濃度達到0.07g·L-1以上，MT2與活性染料分子的絮凝反應達到穩(wěn)定狀態(tài)。雖然稀釋倍數(shù)法存在一定程度偏差，但從肉眼的角度觀看此時的模擬廢水已被完全脫色。因此使用脫色劑MT2對該模擬廢水進行脫色處理時，在同樣的反應條件下其最適濃度為0.07g·L-1。

圖3 F41 濃度對脫色率的影響

2.3 F41投加量對其脫色效果的影響

本研 究采用0.01g·L-1、0.03g·L-1、0.05g·L-1、0.07g·L-1、0.1g·L-1、0.15g·L-1、0.2g·L-1、0.25g·L-1、0.3g·L-1和0.4g·L-1的十個梯度加入1%濃度的F41，脫色劑F41濃度與對模擬廢水進行脫色處理后脫色率的影響如圖3所示。

由圖3可見隨著F41濃度的逐漸增大，脫色率由18.75%有所提高，效果最好時脫色率可達到100%；當濃度達到0.3g·L-1時，F(xiàn)41處理模擬廢水的脫色率可一直維持在100%。由此可以分析出，當脫色劑F41濃度達到0.3g·L-1以上，F(xiàn)41與活性染料分子的絮凝反應達到穩(wěn)定狀態(tài)。雖然稀釋倍數(shù)法存在一定程度偏差，但從肉眼的角度觀看此時的模擬廢水已被完全脫色。因此使用脫色劑F41對該模擬廢水進行脫色處理時，在同樣的反應條件下其最適濃度為0.3g·L-1。

2.4 F42投加量對其脫色效果的影響

圖4 F42 濃度對脫色率的影響

本研究采用0.01g·L-1、0.03g·L-1、0.05g·L-1、0.07g ·L-1、0.1g ·L-1、0.15g ·L-1、0.2g ·L-1、0.25g·L-1、0.3g·L-1和0.4g·L-1的十個梯度加入1%濃度的F42，脫色劑F42濃度與對模擬廢水進行脫色處理后脫色率的影響如圖4所示。

由圖4可見隨著F42濃度的逐漸增大，脫色率逐漸提高，效果最好時脫色率可達到100%；當濃度達到0.2g·L-1時，F(xiàn)42處理模擬廢水的脫色率可一直維持在100%。由此可以分析出，當脫色劑F42濃度達到0.2g·L-1以上，F(xiàn)42與活性染料分子的絮凝反應達到穩(wěn)定狀態(tài)。雖然稀釋倍數(shù)法存在一定程度偏差，但從肉眼的角度觀看此時的模擬廢水已被完全脫色。因此使用脫色劑F42對該模擬廢水進行脫色處理時，在同樣的反應條件下其最適濃度為g·L-1。

2.5 模擬廢水初始pH 對脫色效果的影響

由上述實驗結(jié)果得出：脫色劑MT1適宜投加量為0.1g·L-1；脫色劑MT2適宜投加量為0.07g·L-1；脫色劑F41適宜投加量為0.3g·L-1；脫色劑F42適宜投加量為0.2g·L-1。本研究通過設置模擬廢水初始pH值為3、4、5、6、7、8、9、10和11這 九 個 梯度，四種脫色劑分別按照其各自的適宜投加量投加。模擬廢水初始pH條件對脫色處理后脫色率的影響如圖5所示。

由圖5可見，雖然四種脫色劑在不同的初始pH條件下對模擬廢水的脫色效果各有不同，但在其脫色率在酸性和堿性的條件下都有明顯的下降。

圖5 模擬廢水初始pH 對脫色效果的影響

3 結(jié)果與討論

3.1 脫色劑MT1對本研究中模擬廢水的適宜投加量為0.1g·L-1，適宜初始pH值為6～10；絮凝時間30min，室溫15℃條件下，脫色劑MT1對模擬廢水的脫色率最高可達100%；脫色劑MT2對本研究中模擬廢水的適宜投加量為0.07g·L-1，適宜初始pH值為7～10，相同條件下，MT2脫色率最高可達100%。

3.2 脫色劑F41對本研究中模擬廢水的適宜投加量為0.3g·L-1，適宜初始pH值為6～9；絮凝時間30min，室溫15℃條件下，脫色劑F41對模擬廢水的脫色率最高可達100%；脫色劑F42對本研究中模擬廢水的適宜投加量為0.2g·L-1，適宜初始pH值為6～10；相同條件下F42脫色率最高可達100%。

3.3 根據(jù)上述結(jié)論分析，在脫色效果相當?shù)那闆r下，脫色劑的投加量越小，脫色處理后產(chǎn)生的絮凝泥渣量就越少；而且也減少了脫色劑的使用量，節(jié)約了成本。脫色劑MT2的適宜投加量為0.07g·L-1，在四種脫色劑適宜投加量中為最小，因此本研究將脫色劑MT2優(yōu)選為脫色效果較好的脫色劑。

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